ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cấp thiết của đề tài Khoai lang (Ipomoea batatas Lam) là cây lương thực quan trọng thứ bảy và sau sắn trong số các loại cây lấy củ được trồng trên thế giới (Ray và Ravi, 2005). Khoai lang được trồng ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và các vùng ôn đới ấm. Nó là một loại lương thực chính ở nhiều nước đang phát triển và được tiêu thụ cả ở dạng tươi và dạng đã qua chế biến và cũng được sử dụng làm thức ăn gia súc.
Khoai lang có thể được sử dụng làm nguyên liệu để chiết xuất các thành phần chức năng khác. Nó có thể được sử dụng như một loại rau củ có giá trị dinh dưỡng cao và cũng là nguyên liệu công nghiệp để chế biến tinh bột, mì, đồ uống có cồn và nhiều loại thực phẩm ăn nhẹ đã qua chế biến (Singh và cộng sự, 2000). Sản phẩm chính của công nghệ chế biến khoai lang là tinh bột. Trong công nghiệp thực phẩm, tinh bột khoai lang không chỉ được dùng làm nguyên liệu chế biến, ngoài việc dùng trong sản xuất bún, thạch và các sản phẩm tiêu dùng khác mà còn được dùng làm phụ gia thực phẩm, có thể dùng trong thực phẩm như một chất làm đặc, chất ổn định hoặc chất gia cố mô để cải thiện độ giữ nước, kiểm soát dòng nước và duy trì chất lượng bảo quản thực phẩm (Cai và cộng sự, 2008; Aina và cộng sự, 2009).
Miến khoai lang là một sản phẩm làm từ tinh bột khoai lang. Miến khoai lang rất đa dạng, có thể làm từ 100% tinh bột khoai lang hoặc có thể phối trộn với các loại bột/tinh bột khác tùy vào sản phẩm. Miến khoai lang được tiêu thụ rộng rãi ở Trung Quốc, Hàn Quốc, Việt Nam và Đài Loan (Wang, Song, & Zhang, 1995). Hiện nay trên thị trường tiêu thụ miến khoai lang Việt Nam ngày một mở rộng, các mặt hàng về miến khoai lang được bày bán rộng rãi từ mặt hàng của đơn vị sản xuất trong nước lẫn nhập khẩu từ nước ngoài.
Các nghiên cứu về các loại bún miến khoai lang được nhiều nước đang và phát triển quan tâm vì nó đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất lương thực. Miến làm từ tinh bột đậu xanh có giá thành khá cao, vì vậy tinh bột khoai lang là lựa chọn hợp lý để thay thế tinh bột đậu xanh với giá thành rẻ nhưng không kém phần dinh dưỡng. Tuy nhiên, nghiên cứu về sản phẩm miến khoai lang tại Việt Nam còn hạn chế. Vì vậy, nhóm chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của nguyên liệu và điều kiện chế biến đến một số chỉ tiêu chất lượng miến sản xuất từ tinh bột khoai lang”.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của các loại tinh bột từ ba loại khoai vàng, khoai trắng và khoai tím đến chất lượng miến khoai lang thành phẩm. Sau đó, chúng tôi sẽ lựa chọn loại miến phù hợp và tiếp tục khảo sát các yếu tố như tỉ lệ bột : 1 nước, thời gian ủ lạnh, nhiệt độ sấy ảnh hưởng như thế nào đến cấu trúc và tính chất nấu của miến khoai lang. Mục tiêu nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng của loại tinh bột khoai lang đến các chỉ tiêu chất lượng miến. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bột/nước đến các chỉ tiêu chất lượng miến.
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ủ lạnh đến các chỉ tiêu chất lượng miến. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến các chỉ tiêu chất lượng miến. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa khoa học Nghiên cứu này có thể làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu sâu hơn về sản phẩm miến khoai lang hoặc những nghiên cứu có liên quan khác.
Ý nghĩa thực tiễn Lựa chọn điều kiện tối ưu để sản xuất loại miến khoai lang có chất lượng cao. Kết quả nghiên cứu có thể làm cơ sở để phát triển các nghiên cứu sâu hơn về sản phẩm miến khoai để ứng dụng vào thực tiễn sản xuất, cải thiện những khuyết điểm hiện có của các loại miến khoai lang trên thị trường. Giúp nâng cao giá trị kinh tế của nguyên liệu, góp phần làm đa dạng và phong phú sản phẩm trên thị trường. 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.
Tổng quan về khoai lang 2. Đặc điểm thực vật của khoai lang Khoai lang (Ipomoea batatas Lam) là một loài thực vật hai lá mầm thuộc họ Convolvulaceae. Khoai lang là loại cây lương thực truyền thống đứng thứ ba sau lúa, ngô và đứng thứ hai về giá trị kinh tế sau khoai tây tại Việt Nam. Khoai lang được trồng ở khắp mọi nơi trên cả nước từ đồng bằng đến miền núi, Duyên hải Miền Trung và vùng Đồng bằng Sông Cửu Long.
Rễ cây, lá và thân củ khoai lang đều có thể ăn được và chứa nhiều dưỡng chất. Củ và lá khoai lang rất giàu tinh bột, protein, chất xơ, lipid, polyphenol, carotenoid, vitamin và các nguyên tố khoáng như kali, canxi tùy theo từng giống khác nhau. Đặc điểm các bộ phận cây khoai lang: - Thân cây: Thân theo đường hoặc xoắn và chứa mủ ở tất cả các bộ phận. Thân cây có thể mọc thẳng hoặc mọc đối, thường xoắn lại, mỏng (đường kính 3–10 mm), với các lóng dài từ 2 đến 20 cm, nhẵn hoặc có lông tơ và có màu xanh nhạt đến tím.
Các thân dài, mảnh, leo trên bề mặt tạo ra rễ nơi các nút tiếp xúc với đất. Chiều dài thân từ 1 đến 5 m, tùy thuộc vào kiểu gen. Biểu bì của thân được cấu tạo bởi một vỏ, cấu tạo bởi một số lớp tế bào chứa diệp lục. - Lá: Hình dạng lá khoai lang rất đa dạng với các cuống lá dài từ 5- 30cm.
Màu sắc của chúng cũng rất thay đổi, từ xanh lục nhạt đến tím đậm, đôi khi có vệt màu tím ở gốc, hoặc với các đường gân xanh lục hoặc tím bên dưới. - Hoa: Hoa mọc đơn lẻ hoặc thành chùm có đến 22 nụ, mọc ra ở nách lá. Các cuống của chúng dài từ 3 đến 15 cm. Mỗi nụ hoa có năm lá đài, năm cánh hoa, năm nhị hoa và một nhụy kép.
Có hai lá bắc con, nhỏ và hình mác; đài hoa có năm thùy sâu (dài 1–2 cm); và tràng hoa có hình phễu điển hình dài từ 3 đến 6 cm và đường kính từ 2 đến 5 cm. Màu sắc thay đổi từ hồng nhạt đến tím đậm ở cổ hoa và nhạt hơn ở rìa của chúng - Củ khoai lang: Củ khoai lang có vỏ nhẵn, mỏng, chiếm 1% trọng lượng củ, gồm những tế bào có chứa sắc tố, cấu tạo chủ yếu là cellulose và hemicellulose. Vỏ ngoài với nhiều màu sắc khác nhau như màu vàng, cam, đỏ, nâu, tím hoặc màu be (Hình 1). Phần thịt củ có màu từ be đến trắng, đỏ, hồng, tím, vàng, cam hoặc tím tùy thuộc vào giống cây trồng.
- Rễ: Khoai lang nhân giống sinh dưỡng tạo ra các rễ phụ phát triển thành các rễ sợi sơ cấp phân nhánh thành các rễ bên. Rễ dạng sợi hút chất dinh dưỡng và nước, neo cây 3 cũng như dự trữ các sản phẩm quang hợp. Khi cây trưởng thành, rễ bên phát triển thành rễ dự trữ bằng cách tích lũy các chất quang hợp. Cấu trúc của rễ lưu trữ rất phức tạp và bao gồm các mô dẫn, tế bào dự trữ nhu mô, mạch nhựa mủ, biểu bì và ngoại bì.
Những rễ này có thể có dạng hình cầu, hình tròn hoặc hình trứng, với bề mặt nhẵn, có rãnh hoặc gồ ghề.1: Khoai lang với các màu sắc khác nhau (Mu và cộng sự, 2019) 2. Thành phần dinh dưỡng của khoai lang Thành phần dinh dưỡng của khoai lang rất khác nhau, tùy thuộc vào giống cây trồng, điều kiện trồng trọt, độ chín và cách bảo quản. Củ và lá khoai lang rất giàu tinh bột, protein, chất xơ, lipid, polyphenol, carotenoid, vitamin và các nguyên tố khoáng như kali, canxi tùy theo từng giống khác nhau (Mu và cộng sự, 2019).1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g phần ăn được của khoai lang vàng (Viện dinh dưỡng Việt Nam, 2007) Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng Nước (g) 69.7 Cholesterol (mg) 0 Hầu hết chất khô trong khoai lang bao gồm carbohydrate, chủ yếu là tinh bột và đường và ở mức độ thấp hơn là pectin, cellulose và hemicellulose. Tinh bột khoai lang có thể sử dụng như một phụ gia để cải thiện các tính chất lý hóa cũng như kết cấu của thực phẩm.
Sucrose, glucose và fructose chiếm phần lớn tổng số đường trong củ khoai lang thô. Trong quá trình nấu, các amylose tác động lên tinh bột đã hồ hóa, dẫn đến sự hình thành 4 đường maltose trong khoai lang nấu chín. Vì vậy, khoai lang trải qua quá trình nấu sẽ tạo độ ngọt khi ăn. Khoai lang chứa khoảng 1,73% - 9,14% protein tính theo trọng lượng khô.
Protein khoai lang chủ yếu bao gồm các sporamins, rất giàu axit amin thiết yếu, và nó có thể so sánh với các protein thực vật chất lượng cao khác (Mu et al. Protein khoai lang sở hữu đặc tính tạo gel và nhũ hóa tốt và có thể dễ dàng phục hồi bằng phương pháp kết tủa đẳng điện hoặc siêu lọc (Arogundade và Mu, 2012; Arogundade và cộng sự, 2012; Khan và cộng sự, 2014). Chất xơ khoai lang chiếm khoảng 2-4% trọng lượng củ tươi. Chất xơ khoai lang được chiết xuất từ vỏ cây khoai lang hoặc nước bã khoai lang trong công nghiệp sản xuất tinh bột khoai lang.
Nó có đặc tính lý hóa tốt. Đặc biệt, pectin khoai lang thu được bằng cách biến đổi sonication cho thấy trọng lượng phân tử thấp hơn, hàm lượng axit galacturonic cao hơn và khả năng chống oxy hóa mạnh hơn khi so sánh với các mẫu không được biến đổi và có thể gây chết tế bào giống như apoptosis trong ung thư ruột kết (Ogutu và Mu, 2017; Ogutu và cộng sự, 2018). Tùy thuộc vào màu sắc thịt, khoai lang chứa hàm lượng cao β ‐ caroten, anthocyanin, phenol, chất xơ, vitamin, khoáng chất và các hợp chất hoạt tính sinh học khác. β ‐ caroten trong khoai lang ruột cam có thể đóng một vai trò quan trọng như một chiến lược để chống lại sự thiếu hụt vitamin A trên thế giới.
Các nghiên cứu ở Châu Phi đã chứng minh rằng việc tăng tiêu thụ khoai lang ruột cam đã cải thiện tình trạng vitamin A của trẻ em, phụ nữ có thai và cho con bú (Low et al. 2007; Hotz et al. Tình hình sản xuất khoai lang Theo số liệu thống kê từ Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc (FAO), tổng sản lượng khoai lang của thế giới năm 2016 là 105 triệu tấn.